Cadmium stress triggers dopamine signaling in duckweed (
镉（Cd）污染严重威胁水生生态系统与人类健康。浮萍（Lemna turionifera 5511）是重金属污染水体植物修复的潜在材料，但其响应 Cd 胁迫的信号机制尚不清楚。多巴胺（DA）在动物中为神经递质，近年也被认为是植物中潜在调节分子，但其在重金属胁迫下的动态变化尚未明确。本研究利用遗传编码荧光多巴胺传感器 GRAB-DA2h...
A red fluorescent genetically encoded biosensor for in vivo imaging of extracellular L-lactate dynamics.
L-乳酸日益被认为是哺乳动物细胞间能量货币，但其经细胞外环境在细胞间释放与摄取的空间和时间动态仍不清楚。本文报道一种红色荧光细胞外L-乳酸遗传编码生物传感器R-eLACCO2.1。与既往绿色荧光传感器相比，R-eLACCO2.1在活体内对细胞外L-乳酸升高的敏感性和光谱正交性更优。该传感器在培养细胞、小鼠脑片和活体小鼠中均表现出良好...
Fluorescent Biosensor Imaging of Nitrate in
硝酸盐（NO3-）是植物和动物必需的氮源，但不同根细胞类型及细胞器中氮形态的分布仍不清楚。传统体外生化与代谢物分析难以区分细胞类型和区室。本文报道一种核定位、遗传编码的荧光生物传感器 nlsNitraMeter3.0，用于在拟南芥中定量可视化硝酸盐浓度与分布。该传感器基于 Förster 共振能量转移（FRET）原理，由硝酸盐结合蛋...
Biosensor-enabled pathway optimization in metabolic engineering.
微生物可将廉价可再生底物转化为高价值代谢物，但代谢通路优化仍受复杂生物学限制。遗传编码生物传感器可检测代谢物浓度或环境变化，并将输入转化为可测量或可执行输出，为复杂通路优化提供调控与监测工具。本文综述转录因子（TF）和核酸类生物传感器在代谢工程动态调控与高产菌株筛选中的最新进展。TF 传感器在配体结合后发生构象变化，调控启动子结合，...
Genetically Encoded Green Fluorescent Biosensors for Monitoring UDP-GlcNAc in Live Cells.
尿苷二磷酸 N-乙酰氨基葡萄糖（UDP-GlcNAc）是糖基转移酶合成糖蛋白、糖胺聚糖、糖脂和糖 RNA 的核苷糖底物，也是 O-GlcNAc 蛋白修饰的动态供体，连接营养、代谢、信号与疾病。为在生物体系中实时监测 UDP-GlcNAc，本文报道首个遗传编码绿色荧光 UDP-GlcNAc 传感器 UGAcS。该传感器将环化置换绿色荧...
Retraction Note: A fast, high-affinity fluorescent serotonin biosensor engineered from a tick lipocalin.
本撤稿说明针对一篇报道遗传编码荧光血清素生物传感器 G-GESS 的论文。作者最初称 G-GESS 由蜱脂卡蛋白工程化而来，可用于在培养细胞、脑片和行为小鼠中成像血清素。作者及实验室其他未参与原研究的研究者表示，在原始条件下无法重复部分关键结果。使用 pDisplay-G-GESS-M 质粒转染 HEK293T 细胞时，传感器膜定位...
Novel peroxiredoxin-based sensor for sensitive detection of hydrogen peroxide.
为检测活细胞中重要信号分子过氧化氢（H2O2），已开发多种遗传编码传感器，但仍需更灵敏、响应更快的生物传感器。本研究以大肠杆菌为平台，开发了一种新型荧光 H2O2 传感器 TScGP。该传感器采用循环置换黄色荧光蛋白（cpYFP），并基于过氧化物酶体蛋白（Prx）与硫氧还蛋白（Trx）之间的氧化还原中继。结构上，cpYFP 被夹在真...
Intravitreal AAV-Delivery of Genetically Encoded Sensors Enabling Simultaneous Two-Photon Imaging and Electrophysiology of Optic Nerve Axons.
少突胶质细胞对轴突的髓鞘化是中枢神经系统快速传导的关键特征，其不仅调节轴突传导速度，还可能通过代谢支持维持轴突长期完整性，但髓鞘化少突胶质细胞如何影响轴突能量稳态仍不清楚且难以研究。本文建立了一种结合电生理与双光子成像研究急性分离视神经中电活动髓鞘化轴突的方法。作者证明玻璃体内腺相关病毒（AAV）载体递送可高效实现视神经轴突中功能传...
Cellular Application of Genetically Encoded Sensors and Impeders of AMPK.
阐明5'-AMP激活蛋白激酶（AMPK）信号在细胞内的时空动态，是连接营养感知与下游功能的关键。目前已有三种遗传编码的Förster共振能量转移（FRET）型AMPK生物传感器，可揭示AMPK信号在特定刺激下如何在细胞内传播，并与生化证据共同促进对AMPK信号的整体理解。本方案描述在活细胞中以细胞器特异性方式成像AMPK活性所需的步...
Biosensor-based engineering of biosynthetic pathways.
生物合成途径可将廉价可再生资源转化为药物、塑料等高价值代谢产物，但途径设计受生物学复杂性限制。遗传变体的快速构建已能产生数十亿个具有不同代谢设计的细胞，然而评价这些设计优劣的测量能力仍落后数个数量级。近期研究利用遗传编码生物传感器使细胞报告自身化学生产水平，围绕生物传感器的创建与应用正在形成新的工程学科。生物传感器将胞内代谢物浓度转...
Applications and advances of metabolite biosensors for metabolic engineering.
代谢物通路的定量与调控对微生物生产过程的优化至关重要。遗传编码生物传感器提供了将代谢物感知与多种对代谢工程极具价值的输出相偶联的手段。这些输出包括对代谢物浓度进行半定量检测，以筛选或选择具有理想代谢物特征的菌株，以及构建动态代谢物调控通路以提高产量。受天然系统启发，生物传感器功能基于高度多样的机制，包括代谢物响应转录因子、双组分系统...
Opportunities for bioprocess monitoring using FRET biosensors.
生物过程监测用于跟踪细胞培养进程并保证产品质量。现有代谢监测主要依赖对细胞外培养基样品进行离线测量，存在时间延迟且易引入人为误差。在合成生物学时代，可以设计和实施由生物大分子组成、能够报告细胞内环境的生物传感器。荧光报告信号可实现对培养过程的无创、非破坏性在线监测，缩短测量与干预之间的延迟。本迷你综述聚焦以 Förster 共振能量...
Quantitative monitoring of 2-oxoglutarate in Escherichia coli cells by a fluorescence resonance energy transfer-based biosensor.
2-氧代戊二酸（2OG）是高度保守的三羧酸循环代谢物，不仅在代谢中起关键作用，还在多种生物中作为信号分子。环境无机氮被微生物还原为铵，其代谢途径涉及2OG向谷氨酸和谷氨酰胺的转化。实时追踪2OG有助于细胞代谢与信号转导研究。本文基于荧光共振能量转移（FRET）构建了一种遗传编码的2OG生物传感器，将NifA蛋白中功能性的2OG结合域...